Le scale di deflusso per la determinazione delle portate in ambito fluviale

5.5 Le scale di deflusso per la determinazione delle portate in ambito fluviale

Per la realizzazione della scala delle portate relativa ad una sezione fluviale è necessario effettuare una serie di misure di portata di tipo puntuale lungo la sezione medesima in modo da riportare su un apposito grafico tutti i valori di portata rilevati ed i relativi tiranti

idrometrici associati al fine di ricavare una idonea relazione matematica in grado di creare un legame funzionale fra le due grandezza misurate. Al fine di ottenere una scala delle portate affidabile si è operato nel seguente modo:

Misure di portata di tipo episodico effettuate durante diversi regimi idrologici in modo tale da cogliere sia periodi di magra (parte bassa della curva), sia periodi di morbida (parte intermedia della curva) nonché eventi di piena (parte alta della curva); così facendo si ottiene una scala delle portate molto variegata in grado di descrivere fedelmente qualsivoglia regime idrologico. In particolare una scala delle portate è tanto più fedele e significativa tanto più i valori associati all’altezza idrometrica dei due punti estremi (massimo e minimo) che la costituiscono si avvicinano al valore massimo e minimo di altezza idrometrica effettivamente registrati durante il periodo di monitoraggio dei livelli idrometrici.

Scelta di sezioni fluviali nelle quali i processi di trasporto solido e conseguenti fenomeni di forme di fondo sono assenti o comunque non tali da modificare in maniera sostanziale la forma dell’alveo; essendo la scala dei deflussi basata sulla relazione tra tirante idrometrico (profondità) e portata risulta evidente come lo zero idrometrico di riferimento per le misure del livello idrometrico deve rimanere sempre il medesimo. In alvei un cui la forma della sezione risulti essere mutevole non è possibile realizzare una scala dei deflussi affidabile e concettualmente corretta; Individuazione di sezioni fluviali nelle quali anche in occasione di portate considerevoli non si verifichino fenomeni di rigurgito e conseguente innalzamento del livello idrometrico provocato da particolari condizioni idrauliche di valle anziché da un effettivo aumento delle portate provenienti da monte;

Posizionamento della sonda idrometrica per la misura in continuo dei livelli idrometrici in zone che risultino essere sia sufficientemente protette dall’eventuale transito di detriti trasportatati dalla corrente, sia distanti da eventuali ostacoli che potrebbero localmente far modificare il livello del tirante idrico.

La Figura 5.7 illustra lo schema adottato per la realizzazione delle tre sezioni di controllo per la misura dei livelli idrometrici in continuo; si noti in particolar modo il metodo adottato per l’installazione della sonda idrometrica e del relativo datalogger collocati all’interno di una tubazione metallica (DN 60) opportunamente forata in decine di punti e fissata sia all’impalcato del ponte nonché al fondo dell’alveo in modo tale da garantire una solidità della struttura anche nel caso di piccoli impatti con materiale trasportato dalla corrente. La tubazione metallica dispone anche di un boccapozzo (Figura 5.8) realizzato per consentire

sia l’inserimento della sonda, sia il collegamento del datalogger al persona computer portatile per il salvataggio periodico dei livelli idrometrici registrati.

Figura 5.7: Schema della sezione tipo impiegata per la realizzazione della scala delle portate.

Di seguito in Figura 5.9 si riportano le scale di deflusso ricavate rispettivamente per la Sezione 10, Sezione 5 e Sezione 4 sulla base delle misure di portata riportate in Tabella 5.1 e dei relativi valori idrometrici associati.

Figura 5.8: Immagine relativa alla Sezione 10 (a sinistra) e sonda idrometrica e tubo d’alloggiamento (a destra).

Figura 5.9: Scala delle portate relative alla Sezione 10, Sezione 5 e Sezione 4 del fiume Ledra.

Le scale di deflusso realizzate hanno pertanto consentito di ricavare per ognuna delle tre sezioni individuate una relazione esprimente il legame funzionale esistente tra livello del tirante idrico in alveo e relativa portata fluente.

Per la Sezione 10 la relazione è la seguente:

Q

₁₀

=0.0012x

₁₀²

+0.0154x

₁₀

−0.6734

(5.1) dove:

- Q₁₀= portata calcolata presso la Sezione 10 [mc/s];

-

x

₁₀= valore idrometrico registrato dalla sonda presso la Sezione 10 [cm];

Per la Sezione 5 la relazione è la seguente:

Q

₅

=0.0007x

₅²

+0.1157x

₅

−3.6089

(5.2) dove:

- Q₅= portata calcolata presso la Sezione 5 [mc/s];

- x₅= valore idrometrico registrato dalla sonda presso la Sezione 5 [cm]; Per la Sezione 4 la relazione è la seguente:

3972 . 1 03 . 0 0037 . 0 ₄² ₄ 4 = x + x + Q (5.3) dove:

- Q₄= portata calcolata presso la Sezione 4 [mc/s];

-

x

₄= valore idrometrico registrato dalla sonda presso la Sezione 4 [cm]; Relativamente ai valori ottenuti per i coefficienti di determinazione ( 2

R ), che rappresenta un indicatore (variabile tra zero e l’unità) per verificare la bontà del modello statistico utilizzato per l’interpolazione dei dati sperimentali misurati, si noti come essi assumano un valore praticamente coincidente all’unità per tutte e tre le funzioni utilizzate per individuare i legami tra altezza idrometrica e portata. Volendo effettuare un’analisi più approfondita, la Sezione 10 è quella che ha fornito il valore di minore del coefficiente di determinazione ( 2

R

di portate superiori a 10 - 12 mc/s le misure di portata si sono rilevate essere molto impegnative da effettuare a causa della notevole impetuosità della corrente (Figura 5.10).

Figura 5.10: Misura di portata presso la Sezione 10 effettuata in data 17/02/2014.

Ad ulteriore conferma della bontà delle scale di deflusso ottenute si vuole evidenziare come le medesime siano state realizzate con una scrupolosa valutazione relativa alla scelta del regime idraulico e delle relative condizioni meteo - climatiche in cui effettuare le misure di portata che le costituiscono. Particolarmente difficoltosa è risultata essere l’individuazione dei punti rappresentanti i valori di livello/portata maggiori a causa della rapidità con la quale si formano (ridotti tempi di corrivazione, cfr. paragrafo 2.8) e si esauriscono le onde di piena lungo il reticolo idrografico del fiume Ledra; a tal proposito è stato necessario adottare una organizzazione tale da essere operativi entro due/tre ore dall’inizio di un evento pluviometrico previsto come molto intenso grazie anche all’ausilio delle previsioni meteorologiche fornite dal servizio meteo regionale e dal radar meteorologico. Le Figure 5.10 - 5.12 sono a testimonianza delle misure di portata effettuate presso la Sezione 10, la Sezione 5 e la Sezione 4 durante l’evento alluvionale del 17/02/2014 che a causa sia delle avverse condizioni meteo sia del livello di guardia raggiunto (ed in qualche caso anche oltrepassato a causa di alcuni fenomeni localizzati di esondazione) del fiume Ledra sono state rese estremamente difficoltose. Ad ogni modo gli sforzi adoperati per le misure effettuate in occasione dell’evento del 17/02/2014 sono stati ampiamente ricompensati dall’ aver ottenuto scale di portata in cui il punto rappresentativo del maggiore valore del livello idrometrico è risultato essere soltanto di poco inferiore rispetto a quello massimo registrato durante l’intero periodo di monitoraggio dei livelli idrometrici.

Figura 5.11: Misura di portata presso la Sezione 5 effettuata in data 17/02/2014.

Figura 5.12: Misura di portata presso la Sezione 4 effettuata in data 17/02/2014.

Nel documento Modellazione numerica a scala di bacino del fiume Ledra (pagine 140-146)